基于多維度模式“自動(dòng)控制原理”教學(xué)改革與實(shí)踐

王海燕

摘 要：“自動(dòng)控制原理”這門(mén)學(xué)科要求學(xué)生有較強(qiáng)專(zhuān)業(yè)和理論基礎(chǔ)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)非常困難。為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召、適應(yīng)新形勢(shì)下教育要求，文章對(duì)“自動(dòng)控制原理”進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐改革。改革結(jié)果表明，通過(guò)改進(jìn)教學(xué)方法和實(shí)踐，不僅增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，幫助學(xué)生理解和掌握枯燥、抽象理論知識(shí)，還做到了理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合，為學(xué)生以后工作和學(xué)習(xí)打下一定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：多維度模式;教學(xué);改革與實(shí)踐

0 引言

“自動(dòng)控制原理”這門(mén)課程幫助學(xué)生掌握控制理論知識(shí)，通過(guò)與實(shí)踐結(jié)合，提高學(xué)生控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力、工作能力，但是由于傳統(tǒng)教學(xué)局限性，無(wú)法打破這門(mén)課程抽象性，成為學(xué)生學(xué)習(xí)路上阻力，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法掌握理論知識(shí)點(diǎn)。因此，教育改革與實(shí)踐勢(shì)在必行。

1 “自動(dòng)控制原理”教學(xué)改革與實(shí)踐原因

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，缺少一批符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高素質(zhì)、高層次、多樣性社會(huì)人才，因此國(guó)家對(duì)于高等教育提出高要求，強(qiáng)力倡導(dǎo)高校注重學(xué)生素質(zhì)教育培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意志以及創(chuàng)新能力，嚴(yán)格把控教學(xué)培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀新時(shí)代人才。

“自動(dòng)控制原理”是一門(mén)理論性、實(shí)踐性高課程，知識(shí)內(nèi)容豐富但抽象、觸及知識(shí)面大、知識(shí)變化快，而滿堂灌、填鴨式傳統(tǒng)教學(xué)方式，講課程重點(diǎn)放在老師“教”上，忽略學(xué)生才是課程教學(xué)中主體，學(xué)生只能被動(dòng)接受老師所講述知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性，缺乏跟老師之間互動(dòng)、溝通和交流，缺少給學(xué)生獨(dú)立思考機(jī)會(huì)。

近幾年，我國(guó)在控制理論方面取得較大進(jìn)步，倘若繼續(xù)采用傳統(tǒng)教學(xué)方式、講課模式，讓學(xué)生無(wú)法解關(guān)于“自動(dòng)控制原理”先進(jìn)理論知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生知識(shí)掌握跟不上時(shí)代潮流。在此社會(huì)教育背景下，“自動(dòng)控制原理”教學(xué)改革與實(shí)踐已經(jīng)迫在眉睫，教學(xué)改革與實(shí)踐不是形式上改革，而是真正意義上改革，學(xué)生實(shí)踐能力在教學(xué)改革中提升，實(shí)踐教學(xué)改革不再是單一改革，是多樣、具體、付諸行動(dòng)教學(xué)改革與實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[1]。

2 “自動(dòng)控制原理”理論教學(xué)改革措施

“自動(dòng)控制原理”多維度教學(xué)改革，應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容、方法、手段等方面進(jìn)行改革，讓老師能夠科學(xué)合理教導(dǎo)學(xué)生理論知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生能夠正確掌控理論知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。具體教學(xué)內(nèi)容改革措施如下：

2.1 教學(xué)內(nèi)容改革

2.1.1 精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容好壞直接影響教學(xué)質(zhì)量，老師在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于理解困難或者教學(xué)中主要內(nèi)容，老師需要精細(xì)、深層次為學(xué)生講述基本概念、基本原理以及基本方法，幫助學(xué)生理解。隨著“自動(dòng)控制原理”拓展，越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)要求掌握這門(mén)課程，但是不同專(zhuān)業(yè)所學(xué)習(xí)重點(diǎn)不一致，因此需要根據(jù)不同教學(xué)對(duì)象，來(lái)為學(xué)生選擇適合教學(xué)內(nèi)容。

2.1.2 與時(shí)俱進(jìn)，更新教學(xué)內(nèi)容

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展，控制理論也在不斷更新，老師在“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)時(shí)，需要把控教學(xué)內(nèi)容，把這門(mén)學(xué)科經(jīng)典理論知識(shí)點(diǎn)與先進(jìn)理論知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，保證學(xué)生能夠掌握與時(shí)俱進(jìn)知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，先講述完經(jīng)典基礎(chǔ)知識(shí)，再與社會(huì)實(shí)際相結(jié)合，為學(xué)生講述關(guān)于“自動(dòng)控制原理”最新理論知識(shí)、研究動(dòng)態(tài)等，拓展學(xué)生知識(shí)面，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.2 教學(xué)方法改革

2.2.1 結(jié)合實(shí)際案例講述

老師在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，過(guò)于注重知識(shí)灌輸，只看重學(xué)生考試分?jǐn)?shù)、考試結(jié)果，而忽略對(duì)于實(shí)際案例講述，使得學(xué)生學(xué)習(xí)到理論知識(shí)根本無(wú)法運(yùn)用到實(shí)際生活中去。因此，老師在教學(xué)過(guò)程中，要將理論知識(shí)和實(shí)際案例相結(jié)合，對(duì)于每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，讓學(xué)生能夠全面掌握“自動(dòng)控制原理”理論知識(shí)點(diǎn)，并且做到學(xué)以致用。

2.2.3 啟發(fā)與互動(dòng)式教學(xué)

在教學(xué)過(guò)程中，圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，老師引導(dǎo)學(xué)生參與其中，互相交流、啟發(fā)，打開(kāi)學(xué)生思想。在教學(xué)時(shí)候，老師也要適當(dāng)為學(xué)生留下問(wèn)題，例如，為達(dá)到基本控制目，需采取什么樣控制方式？為控制效果最佳，需采取什么樣控制方式？引發(fā)學(xué)生們思考、分析，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，提高學(xué)生對(duì)于“自動(dòng)控制原理”學(xué)習(xí)興趣。

2.3 教學(xué)手段改革

2.3.1 多媒體技術(shù)教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式就是靠老師講述，使得整個(gè)課堂乏味無(wú)趣，老師在講述過(guò)程中也不能引起學(xué)生興趣。隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，在教學(xué)過(guò)程中，老師就可以引進(jìn)多媒體技術(shù)教學(xué)，它能夠仿真演示，還能夠?yàn)閷W(xué)生展示圖形、視頻等，讓抽象化概念，變得直觀，方便學(xué)生理解掌握這些乏味知識(shí)點(diǎn)。

有多媒體技術(shù)，老師還可以將關(guān)于“自動(dòng)控制原理”方面技術(shù)軟件利用進(jìn)來(lái)，讓學(xué)生能夠跟上時(shí)代步伐，掌握最新知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中利用軟件，節(jié)約老師大量時(shí)間，提高教學(xué)效率，同時(shí)為學(xué)生提供好學(xué)習(xí)氛圍。

2.3.2 應(yīng)用Matlab軟件

Matlab軟件用于解析、設(shè)計(jì)和計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)，已逐漸發(fā)展成為我國(guó)教育行業(yè)主要教學(xué)工具。對(duì)于“自動(dòng)控制原理”課程來(lái)說(shuō)，它具有仿真演示功能，演示出學(xué)生無(wú)法理解知識(shí)點(diǎn)，使得知識(shí)點(diǎn)變得簡(jiǎn)單明;它具有繪制圖形功能，節(jié)約老師在課堂手工繪圖時(shí)間，提高教學(xué)效率和質(zhì)量[2]。

2.4 考核方式過(guò)程化

老師在教學(xué)過(guò)程中過(guò)于注重理論考試成績(jī)和及格分?jǐn)?shù)，“自動(dòng)控制原理”重點(diǎn)應(yīng)該在于理論和實(shí)際相結(jié)合，讓學(xué)生今后能夠更好運(yùn)用理論知識(shí)。因此，考核方式也需要跟隨教學(xué)改革，多注重學(xué)生過(guò)程中考核。比如在教學(xué)過(guò)程中，老師為解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，不僅在學(xué)習(xí)完一些章節(jié)內(nèi)容后，可以出具一些綜合型題目，讓學(xué)生通過(guò)論文方式，來(lái)進(jìn)行解答，并且將這些題目最終得分加入到期末分?jǐn)?shù)中去;還可以在一學(xué)期安排兩次大作業(yè)，為學(xué)生出具一些實(shí)際案例題，讓學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)理論知識(shí)，從實(shí)際進(jìn)行分析，最終得分加入到期末分?jǐn)?shù)中去。

3 “自動(dòng)控制原理”實(shí)踐教學(xué)改革措施

學(xué)生單純只掌握“自動(dòng)控制原理”理論知識(shí)是不可以，要做到理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，這樣在以后工作中，這些知識(shí)點(diǎn)才能夠成為你工作能力，對(duì)于“自動(dòng)控制原理”實(shí)踐教學(xué)來(lái)說(shuō)，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

3.1 Matlab軟件計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)

“自動(dòng)控制原理”學(xué)習(xí)是需要大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行配合，而Matlab軟件出現(xiàn)，解決課程中一部分實(shí)驗(yàn)，利用它可以繪制處仿真實(shí)驗(yàn)圖形。在老師講述理論知識(shí)點(diǎn)時(shí)候，可以為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真演示，能夠幫助學(xué)生迅速理解理論知識(shí)點(diǎn);在課后，老師也可以為學(xué)生布置一些操作軟件的作業(yè)，讓學(xué)生能夠獨(dú)立操作軟件，并且自己學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)仿真演示，對(duì)于課堂上沒(méi)有消化知識(shí)，也可以自己去學(xué)習(xí)理解。

3.2 模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

利用Matlab軟件模擬實(shí)驗(yàn)和在實(shí)際實(shí)驗(yàn)室里操作實(shí)驗(yàn)，這兩者缺一不可，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)方便學(xué)生觀察它規(guī)律和各項(xiàng)指標(biāo)，而實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)化，能夠進(jìn)一步深化腦海中理論知識(shí)，同時(shí)鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力。兩者相結(jié)合，才能夠更好鞏固學(xué)生所需到知識(shí)，同時(shí)也加強(qiáng)學(xué)生綜合性學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例。

3.3 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參觀和實(shí)現(xiàn)實(shí)踐

為使得課本上理論知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，在“自動(dòng)控制原理”課程學(xué)習(xí)前，學(xué)校需要組織學(xué)生參觀實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)，解熟悉實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于“自動(dòng)控制原理”這門(mén)學(xué)科認(rèn)識(shí)，為以后課堂學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);在“自動(dòng)控制原理”這門(mén)學(xué)科學(xué)習(xí)完成后，學(xué)校也可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)，將自己所學(xué)到知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際操作中去。

3.4 結(jié)合課程設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)主要是為檢測(cè)學(xué)生綜合性能力。它要求學(xué)生把自己所需到電子技術(shù)、控制元件、自動(dòng)控制原理等理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，再結(jié)合學(xué)校給定設(shè)計(jì)題目，從實(shí)際情況出發(fā)，站在科學(xué)角度上，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，而且在課程設(shè)計(jì)階段，還有專(zhuān)門(mén)指導(dǎo)老師，經(jīng)過(guò)老師指導(dǎo)能夠加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)解，為以后真正出身社會(huì)工作打下基礎(chǔ)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)候還需要多人一起完成，能夠很好培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

“自動(dòng)控制原理”教學(xué)改革與實(shí)踐目，讓學(xué)生能夠深層次掌握關(guān)于“自動(dòng)控制原理”理論知識(shí)，并且讓學(xué)生能理論知識(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合，做到學(xué)以致用，為學(xué)生今后工作能力奠定基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、方法以及手段改革，加強(qiáng)“自動(dòng)控制原理”教學(xué)改革與實(shí)踐，能夠幫助學(xué)生掌握不斷更新理論知識(shí)點(diǎn)，有助于高校培養(yǎng)出具備綜合素質(zhì)棟梁之材。

[參考文獻(xiàn)]

[1]朱玲，徐鳳霞，李艷東，等.自動(dòng)控制原理多模式教學(xué)方法研究與實(shí)踐[J].高師理科學(xué)刊，2019（7）：83-87.

[2]薛鵬，郭會(huì)平，程輝.基于Matlab自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2020（16）：176-177.

[3]王芬琴.現(xiàn)代自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（1）：207-208.

（編輯 姚 鑫）